Файл: Болотин, Б. И. Инженерные методы расчетов устойчивости судовых автоматизированных электростанций.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 142

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

щих обычно принимаемых в подобных расчетах допущениях:

М& Р и М . = — (ф— Фо)-

Дл

Вэтом случае уравнения (11.57) примут вид:

 

 

 

 

1 — фю)= — Pi,

 

 

 

 

 

 

 

 

6 1 '

 

 

 

 

 

(IV.1)

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Ф2 0 ) — — Р 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

«2

 

 

 

 

 

 

где Рг -

 

 

 

к

 

Р2

текущие значения

мощ-

Р

1 ном

D

Р 1 и

ности в

г

* 2 ном

 

 

 

 

ГА в

кВт;

кВт; Р 1ном

и

Р 2ном— номинальная мощность

Фю и Ф20

— уставки

ГА по частоте вращения.

 

 

 

Условия параллельной работы ГА могут быть записаны следующим

образом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К +

Р 2 =

Рх;

 

 

(IV.2)

 

 

 

 

ф1=ф2 = ф-

 

 

(IV.3)

Очевидно,

что в этом случае частота сети

 

 

 

 

 

 

 

 

f c —

I +

ф-

 

 

 

 

Разделим

обе части выражения

(IV.2) на

Р 1ном +

Р 2 ном>

тогда

 

 

D *

 

D *

 

D*

 

(IV.4)

 

 

[ + 7*2

 

1+ р*

 

[ +

Р-2

 

 

 

 

 

 

Далее проведем следующее преобразование этого выражения:

Р

1

ном

|

^ 2

 

Р

 

 

Ру

 

 

 

 

 

* 2НОМ

 

2*

.

(IV.5)

Р 1 ном Р1 НОМ+ Ръ НОМ

 

Р2 НОМ Р1 НОМ~\г Р2 НОМ

Р1 НОМ+ Р%ном

 

 

 

Обозначая

 

Р1 ном

 

и .

 

р 2НОМ

 

 

 

 

 

 

р

^

 

 

 

 

Р1 НОМ+

Р2 НОМ

А’

_1_ р

2 НОМ

 

 

 

 

 

*1

НОМ 1 *

 

 

 

и учитывая,

что

 

 

 

Ръ

 

р 2;

 

 

(IV .6 )

Р1 ном

р\

Р

у ,

получим

(IV.7)

k1Pi + ktPi = Ps-

Умножая оба уравнения системы (IV. 1) соответственно на k ^ И ^ 2 и учитывая условие (IV.3), получаем при сложении уравнений системы

(IV.1)

 

 

Х (Ф — Фю) + Х ( ф _ Ф20)= — Plkl— P A -

(IV.8)

Oj

0 2

 

163


Тогда с учетом (IV.7)

 

 

U i s j

— Р s + — ф10+ — фго-

(IV .9 )

S T 6 XТ1°

 

После простых преобразований получим зависимость отклонения ча­ стоты ф от суммарной нагрузки Р ^ :

 

 

ki

.

k%

Ф20

 

 

Ф10 + —

Ф =

gl

°i

 

о2

(IV. 10)

1 g 2

*1

*2

 

 

 

 

61

6 2

 

'ST

 

В случае равных наклонов статических характеристик (бх = б 2 = 6 )

разнотипных первичных двигателей (k1

Ф k 2),

получим

ф = —В^б-р^хфю + ^гфго-

(IV.. 11)

Заметим, что k x + k 2 = 1.

 

 

При однотипных первичных двигателях k1 = kz = —

(IV. 12)

ф = — Р ^ -

Ф10+ Ф20

(IV.13)

 

Зависимость распределения активных мощностей параллельно ра­ ботающих ГА со статическими регуляторами скорости от режимных па­

раметров ГА. Подставив

значение ф из выражения (IV. 10) в (IV. 1),

можно определить значение Р х и Р 2 при данной

фиксированной час­

тоте сети. После несложных преобразований эти

зависимости будут

иметь следующий вид:

Pl,^2

(фзо фю) .

 

р _

 

 

&А-1- ^2^1

6 2 “Ь ^2^1

(IV. 14)

 

Pz бх

^1 (Фю — Ф20)

 

 

 

6 2 ~"Ь ^2^1

^1^2 4“ ^2^1

 

При бх = б 3 = б и однотипных первичных двигателях (kx = к г

= —) получим:

 

 

 

Pi = 7 V

Ф20 — Фн> .

 

26

(IV. 15)

 

 

Ф10 ~ Фго

 

 

 

26

 

При совмещенных характеристиках (т. е. при равных уставках по ча­

стоте вращения фхо = Ф2о)

 

Р1 = Р2 = Р%,

(IV. 16)

т. е. нагрузка каждого агрегата в собственных относительных едини­

цах Pi- И Р о равна суммарной нагрузке станции,

отнесенной к суммарной номинальной нагрузке P s =

Р1 ,

164


Найдем далее степень неравномерности распределения активной нагрузки ДР х и А Р2.

В соответствии с известной формулой при параллельной работе двух разнотипных агрегатов

А Р . -

Р \ +

Р*2

 

Р 1 НОМ~h Р 2 НОМ

(IV. 17)

Р 1 ном

р *

Р*1 +

Р*2

 

Д р л ~

 

Р 2 НОМ

Р 1 НОМ~\~ Р 2 НОМ

 

Учитывая соотношения (IV.6 ), получаем

 

А Р i =

Р 1— Р s',

|

(IV. 18)

AP2=

P 2 - P S-

I

 

Подставляя в (IV. 18) значения Р г и Р 2 из (IV. 14), после преобра­ зований получаем

АLATР ,1-

k j> S ( « ,- « ! )

^2 (фго — Фю)

 

£ А -Ь ^26i

k±62 ^2^1

(IV .19)

 

д Р „_ k\Р 2 А — б2)

^ 1 (Фю — Фго)

 

 

М г -f M i

& А "Г

 

(При преобразовании необходимо учитывать, что

+ k 2 — 1.)

Первые члены выражений (IV. 19)

обусловлены

неодинаковостью

статизмов и возрастают с увеличением P s , при одинаковых статизмах ГА 6 2 = 6 2 = б они обращаются в нуль. Тогда

A P i — — (ф2 0 — Фм) —■',

(IV.20)

АР2 = (ф20 — фю) ~г ■

о

ДР

Вэтом случае отношение — 1 будет равно

ЛР2

AP i

_ ^2 _ Р 2 НОМ

(IV.21)

АР,

k-l P i НОМ

 

т. е. обратно пропорционально номинальным мощностям. Заметим,

что в абсолютных единицах (кВт) АР* = АР*2.

Аналогичный результат может быть получен непосредственно из структурной схемы, представленной на рис. III.23 после преобразо­ вания ее для установившегося режима (при р = 0 ).

Зависимость отклонения частоты параллельно работающих Г А с комбинированными СА Р частоты вращения, в которых используются датчики мощности с нормализованным выходом, от режимных пара­ метров и параметров ГА . В настоящее время большинство выявительных схем мощности комбинированных САР частоты вращения имеют датчики мощности, в составе которых используются стандартные трансформаторы тока с нормализованным выходом (обычно 5А для всего ряда мощностей). В этом случае выходной сигнал выявительной

165


схемы одинаков при равной в процентном отношении нагрузке ГА не­ зависимо от его номинальной мощности. Таким образом, независимо от соотношения мощностей параллельно работающих ГА при пропор­ циональном распределении нагрузок на каждом из датчиков мощно­ сти образуется один и тот же сигнал.

Структурная схема включения выявителей мощности с нормали­ зованным выходом представлена на рис. IV. 1.

Сигнал, пропорциональный суммарной нагрузке, формируется в уравнительных связях путем сложения сигналов, пропорциональ­ ных собственной мощности каждого ГА.

При этом для идеального воспроизведения сигнала должны выпол­ няться условия:

Р 1 ном *^д. а. м1 ^*2 ном^д. а. м2 или ^Д- а. Ml

2 НОМ

(IV. 22)

 

 

^•лд. а. М2

р 1ном

 

^д. а. м !к э- г п1

_ h

Ь

1,

(IV.23)

— ^д. а. м2 п,э- г- п2 =

Рис. IV. 1.

Структурная

схема

включения выявителей

 

мощности с нормализованным выходом

 

где kR а м — коэффициент передачи

датчика активной

мощности;

&э.г. п— коэффициент

передачи

электрогидравлического

преобразо­

вателя .

 

 

 

 

В данном случае для канала по нагрузке регулятора скорости каж­ дого агрегата может быть написано следующее равенство (например, для первого агрегата)

^ДВ.=

PA . * - « l + Plk

Д- а. м2

гэ- г. п1 >

(IV.24)

 

 

1

 

где Р\\ Р\ — электромагнитные мощности ГА, кВт; Р*дв i — мощность, развиваемая первичным двигателем, кВт:

Учитывая условия (IV.22) и (IV.23), выражение (IV.24) можно пре­ образовать следующим образом:

Р k

 

3

д- а. м1

 

* 1

д. а. м1

 

__

дв! :

 

 

2 ном

 

и

 

 

 

 

л э.г. п1

^д. а. м!^э- г. nlPl I

 

 

Р 2 ном I

р

Р 1 -

(IV.25)

 

2

/

’ '

1 ном

 

 

 

 

 

 

166


или выражая (IV.25) в относительных единицах, получаем

Р дв1

_ Pl + Pt .

 

Pl^HOM

2

(IV.26)

^к&

Pi ~Ь Pj

 

Р2 НОМ

2

 

При неидеальном воспроизведении сигнала условие (IV.23) не вы­

полняется. Тогда, обозначив

 

 

 

^д.а.мЛ. г.п1 =

^ 1 ^ Ь

(IV.27)

^д. а. м2^э. г. п2 =

^2 7^ Ь

(IV.28)

можно написать

 

 

 

^Дв1 __ ^

Pi + Pj .

(IV.29)

Р l^HOM

 

2

^Дв2 _ ^

Pi + Pj

 

Рг ном

 

2

 

Таким образом, при данной схеме уравнительных связей по актив­ ной мощности формируется сигнал, равный (IV.26) или пропорцио­ нальный (IV.28) полусумме относительных мощностей ГА. Этот сиг­ нал, поступая на исполнительные элементы регуляторов скорости ГА, образует дополнительный момент, равный при точном воспроизведе­

нии сигнала

по нагрузке Pi + P2 , а

при

неточном воспроизведении

Ь Pi + P2 где Ъ

2

 

 

в зависимости от точности воспроизведения.

Уравнения

статических характеристик

при Ьг = 6 2 = 1 могут

быть записаны следующим образом:

 

 

 

 

г-(ф — Фю)= — P i + —

 

 

 

Oj

2

(IV.30)

 

 

тЧф —Фао)= — Ра+ —'~

 

 

о2

2

 

Для определения отклонения частоты ср, устанавливающейся при параллельной работе ГА, необходимо решить оба уравнения (IV.29) или (IV.30). Однако в этих уравнениях каждая из мощностей Р г и Р 2 выражена в своих относительных единицах, т. е.

* 1

;

(IV.31)

ном

 

Р* = ~

- '

(IV.32)

* 2 ном

Приведем оба уравнения к одним относительным единицам. В качестве

базовой

мощности примем

сумму номинальных

мощностей.

Тогда,

умножив

первое уравнение

системы (IV.30)на

D

,

= -------------

 

 

 

Р 1 Н О М 4 “ Р

2 Н О М

167